双模聚氨酯交联体系的力学性能

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET)以及聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为粘合剂,多异氰酸酯(N100)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为固化剂,三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,制备了PETS/PETL/N100、GAP/PETL/N100、GAP/PET/IPDI/TMP、GAP/HTPB/IPDI/TMP四种双模聚氨酯交联体系,研究了双模网络对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,双模体系较之于短链单模体系,力学性能有了较大的改善。双模聚氨酯交联体系力学性能的提高主要是非仿射变形的结果,非仿射变形程度主要取决于交联点之间的氢键数。单组分固化反应速率的差异对双模体系的力学性能影响较大。     

GAP/PET聚氨酯粘合剂胶片的制备及其性能研究

为改善聚叠氮缩水甘油醚(GAP)推进剂的力学性能,选用链段柔软的环氧乙烷/四氢呋喃共聚醚(PET),采用三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为固化剂,与GAP制备聚氨酯粘合剂胶片.实验结果表明:在R为1.9,GAP:PET:TMP羟基比为1:1:3条件下,粘合剂胶片拉伸强度为3.29MPa,延伸率为625.07%.粘合剂胶片经硝化甘油/一缩二乙二醇二硝酸酯增塑后,其力学性能变化较大.在增塑比为0.5～2.1范围内,增塑胶片的Tg符合方程:Y=-77.60233+36.45135exp(-x/0.055019).     

TMP/蔗糖改性鞋用水性聚氨酯胶粘剂的合成及性能表征

以聚乙二醇(PEG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为基料.三羟甲基丙烷(TMP)、蔗糖为交联剂改性制备水性聚氨酯胶粘剂.通过差示扫描量热(DSC)、凝胶渗透色谱(GPC)和激光粒度仪等考察了TMP含量对水性聚氨酯乳液和胶膜性能的影响,确定TMP在蔗糖体系中的最佳含量,并将制备的胶粘剂用于不同鞋材的粘接.结果表明,随着...     

POSS改性聚氨酯的合成及性能

以甲苯-2,4-二异氰酸酯为硬段结构物质,聚乙二醇4000为软段物质,1,4-丁二醇为交联剂,在氮气保护的氛围下通过加入不同量的1,3,5,7,9,11,13-苯基-15-二乙醇胺丙基笼形低聚倍半硅氧烷(羟基POSS)合成出POSS改性的聚氨酯(POSS-PU)。采用傅里叶红外技术(FT-IR)、氢谱核磁共振(1H-NMR)、差示扫描量热技术(DSC)和热重分析技术(TGA)及电子拉力试验机对POSS-PU的结构和性能进行了研究。结果表明,POSS的引入量为10%时,POSS-PU的Tg提高近5℃,Tm提高了10℃,分解温度提高了35℃,拉伸强度和断裂伸长率增加了近1倍。     

3,3-二(叠氮甲基)氧丁环与四氢呋喃共聚醚弹性体硬段结构组成对其力学性能影响

为探索3,3-二叠氮甲基氧丁环-四氢呋喃共聚醚[Poly(BAMO-THF)]弹性体中硬段结构组成对力学性能的影响,以甲苯二异氰酸酯(TDI)为固化剂,调节扩链剂1,4-丁二醇(BDO)与交联剂三羟甲基丙烷(TMP)添加比制备了一系列固化参数与硬段含量不变、硬段组成不同的Poly(BAMO-THF)弹性体S1～S5。力学性能测试表明,随BDO含量增加、TMP含量下降,弹性体拉伸模量由S1的(0.83±0.05) MPa单调降至S5的(0.51±0.02) MPa,断裂延伸率由S1的526%±50%单调增至S5的950%±60%,拉伸强度维持恒定((2.52±0.39) MPa～(2.75±0.31) MPa)。溶胀测试表明,弹性体S1～S5平衡溶胀率随TMP含量下降呈单调上升,化学交联程度下降。低场核磁研究表明,弹性体S1～S5表观硬段含量随TMP含量下降呈单调上升。红外分析表明,随TMP含量下降弹性体中羰基与氨基氢键缔合程度增加,弹性体的物理交联程度提高。     

双酚A改性UV固化水性聚氨酯涂料的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG,Mw=600)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,双酚A作扩链剂,在UV光固化水性聚氨酯大分子链中引入刚性芳环结构来改善涂膜的耐热性,产物结构经FT-IR证实。研究了DMPA含量、IPDI/PEG600摩尔比以及双酚A改性对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,DMPA用量5.76%后,乳液贮存稳定期可6个月;随着DMPA用量从5.76%增加到9.04%时,乳液的平均粒径随DMPA含量的增大而变小,其值从90.16μm减小到43.30μm;IPDI/PEG600摩尔比3.4时,涂膜外观及其涂膜性能较好;经双酚A扩链改性后的UVWPU固化膜的铅笔硬度为H、附着力1级、5%失重温度为233℃,较改性前提高了14℃,玻璃化转变温度提高了7.07℃,涂膜的附着力、铅笔硬度均得到了提高,涂膜在100℃条件下烘烤200h无变化。     

碳纳米管/P(E-CO-T)热固性聚氨酯弹性体的制备及性能研究

以羟基化碳纳米管(CNT-OH)为交联剂,环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(P(E-CO-T))为预聚物,甲苯二异氰酸酯(TDI)为固化剂,制备了碳纳米管(CNT)交联改性的P(E-CO-T)热固性聚氨酯弹性体,并进行了相关性能表征。当CNT-OH的质量分数为1.5%时(质量分数),弹性体拉伸强度可达12MPa,延伸率为750%;溶度参数为21.43J1/2/mL1/2,与常用硝酸酯增塑剂的溶度参数相差均小于2J1/2/mL1/2,表现出良好的相溶性;玻璃化转变温度(Tg)为-50℃;在玻璃化转变区域,弹性体的储能模量(E’)降低,损耗模量(E’)出现峰值,力学损耗(tanδ)不断增大。在-18℃~20℃之间E’出现肩峰,归属于氨基甲酸酯硬段的玻璃化转变。     

聚乙二醇改性聚乳酸嵌段共聚物的合成与亲水性研究

以DL-丙交酯和分子量Mn=400、1000和2000聚乙二醇(PEG)为原料,在辛酸亚锡催化下开环聚合制备了聚乳酸(PLA)-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物(PLEG)。考察了催化剂用量、反应时间对产率和[η]的影响。用FT-IR、1 H-NMR、GPC、DSC、XRD、静态水接触角等对共聚物进行了表征和性能测试。结果表明,催化剂用量为0.2%、反应时间分别为PLEG400共聚物2～4h、PLEG1000共聚物4～8h和PLEG2000共聚物8～12h较宜;共聚物组成比与投料比较一致,共聚物的数均分子量与理论计算值较一致;共聚物为无定形态,PEG的引入使共聚物Tg明显低于PLA均聚物,且随PEG的Mn减小,共聚物的Tg随之降低;而且PEG的引入明显提高了PLA的亲水性,PEG的Mn越小,PLA亲水性的提高程度越大。通过控制催化剂用量和反应时间,150℃可以得到分子量符合投料组成比要求、亲水性有明显提高的PLA-PEG-PLA三嵌段共聚物。     

非等温DSC研究超支化聚醚/PEG/IPDI体系的固化反应动力学

采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了超支化聚醚对聚乙二醇/异佛尔酮二异氰酸酯体系(PEG/IPDI)固化反应动力学的影响。结果表明,PEG/IPDI体系的固化反应表观活化能约为53.278 kJ/mol,反应级数为0.914,指前因子为1.500×105min-1;加入6%的超支化聚醚后,体系的固化峰温升高,表观活化能、反应级数和指前因子分别提高至87.577 kJ/mol、0.960、1.201×1010min-1,机理函数仍遵循Avrami-Erofeev方程G(α)=[-ln(1-α)]n,只是方程中的指数n有所变化。超支化聚醚对PEG/IPDI体系的固化反应有一定的延缓作用,但不改变固化机理。浅析了超支化聚醚影响PEG/IPDI体系固化的原因。     

不同PEG分子量对SF/PU复合水凝胶性能的影响

以IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)为硬段,PEG(聚乙二醇)、PPG(聚氧化丙烯二醇)为软段,DMPA(二羟甲基丙酸)、DEG(一缩二乙二醇)为扩链剂,TEA(三乙胺)为中和剂合成了一系列不同PEG分子量的聚氨酯(PU)预聚体,与丝素蛋白(SF)交联制备了SF/PU复合水凝胶。通过形貌分析、溶胀温敏性及抗压性能探究了PEG的分子量对水凝胶性能的影响。结果显示,PEG的分子量为4000时水凝胶的平衡溶胀吸水率可高达8.30,最大压缩模量为0.436MPa;而PEG的分子量为1000时水凝胶的平衡溶胀吸水率仅为1.15,压缩模量可高达0.924MPa。验证了PEG的分子量对SF/PU复合水凝胶性能的影响比较显著。     

一种含能热塑性聚氨酯弹性体的性能

采用熔融二步法合成了以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为软段、以2,2-二叠氮甲基-1,3-丙二醇和二环已基甲烷二异氰酸酯(HMDI)为硬段的含能热塑性聚氨酯弹性体(ETPUE),通过红外光谱(FT-IR),差示扫描量热(DSC),动态力学性能测试(DMA)及力学性能测试对材料进行了结构和性能的表征.结果表明,所合成的不同硬...     

Cross-linking carbon nanotubes by glycidyl azide polymer via click chemistry

Functionalization and cross linking of carbon nanotubes was necessary to fabricate nanotube composites with good interfacial properties and mechanical performance. Glycidyl azide polymer was used as cross-linker of carbon nanotubes via a simple clickable one step reaction initiated by decomposition of azide groups. Both heating and UV irradiation were used to carry out the reaction. FTIR and Raman spectra confirmed the decomposition of azide groups and the anchoring of glycidyl azide polymer onto the surface of carbon nanotubes. Thermal gravity analysis showed that the polymer anchored onto carbon nanotubes was about 10% of the total mass in the solid product, but the efficiency of the reaction was low. The result of tensile test using bulky paper infiltrated with 10% GAP showed that cross linking could bring forth a higher strength, about 4 times higher than the not cross linked. The success of cross linking carbon nanotubes by glycidyl azide polymer paves a new way to fabrication of ultra strong carbon nanotube composites.     

多臂型端酯基聚叠氮缩水甘油醚的合成与表征

分别以丙三醇、季戊四醇为起始剂,四氯化锡为催化剂,环氧氯丙烷阳离子经开环聚合得到两种不同多臂型端羟基聚环氧氯丙烷(PECH-OH),其端羟基经酯化改性、氯甲基侧基的氯被叠氮基取代,得到两种不同多臂型GAPE。对多臂型GAPE进行傅里叶红外光谱(FT-IR)、凝胶色谱(GPC)、热失重(TG)和差示扫描量热(DSC)表征。结果表明,GAPE-3和GAPE-4的分子量分别是890和1260,玻璃化转变温度分别是-55.2℃和-53.9℃,GAPE的热分解过程为叠氮基热分解和聚醚主链热分解两个相对独立的阶段。     

Thermodynamic analysis of solid-fuel mixtures glycidyl azide polymer (GAP)/RDX for miniengines of microelectromechanical systems

On the basis of thermodynamic calculations we show that solid-fuel mixtures glycidyl azide polymer/RDX are promising for use in miniengines made on the basis of technologies of microelectromechanical systems of semiconductor microelectronics. It has been shown that small (up to 20 mass percent) additives of RDX to the glycidyl azide polymer markedly increase the values of the theoretical specific impulse and the thermal efficiency of the engine and decrease the quantity of undesirable solid carbon formed in combustion products of the mixed fuel. In so doing, these mixtures provide fairly low combustion temperatures not exceeding the thermostability limit of crystal silicon from which the miniengine case is made. The physicochemical factors influencing the value of the theoretical specific impulse of the mixed solid-fuel charge have been elucidated, and methods for its maximization have been proposed.     

基于激光烧蚀微推进技术的GAP靶带致密性研究

从用于激光烧蚀微推进技术靶带的药剂配方、涂覆厚度、固化温度等方面入手,研究了各因素对靶带固化速率以及致密性的影响。对比研究了甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、异氰酸酯(N100)等固化剂对聚合物端羟基聚叠氮缩水甘油醚(GAP)的固化速率和固化效果。结果显示,IPDI固化效果最佳。通过激光扫描共聚焦显微镜和场发射扫描电子显微镜观测了样品的靶带表面气孔率,并确定了涂覆厚度为200μm、固化温度为40~50℃的最佳工艺条件,使靶带气孔率在符合激光微推进系统要求下达到最低。     

Evaluation of the Compatibility and Physical Properties of Silicone Elastomer Containing Hydrophilic and/or Hydrophobic Additives

Abstract

Hydrophilic additives viz water, PEG 200, 400 and 600 have been successfully incorporated into medical grade silicone elastomer via the pre-formation of a water-in-oil emulsion. The formulation, including an emulsifier, has been optimised and hydrophilic particles of low, narrow size distribution incorporated into the silicone matrix. These additions were shown to have insignificant effect on the curing characteristics of the polymer. Various amounts of PEG were loaded into the elastomer and physical properties measured. There was no significant variation in these properties for the PEG MWt range chosen. However, at high loadings (greater than 20 wt %) these properties are significantly reduced. The use of such a system for incorporating, and subsequently controllably releasing hydrophilic drugs, is discussed.     

BAMO/GAP无规共聚物的合成与表征

采用1,4-丁二醇-三氟化硼乙醚(BDO/BTFE)体系通过阳离子开环聚合合成了3,3-二溴甲基氧丁环/环氧氯丙烷(BBMO/ECH)无规共聚物,再通过叠氮化反应,得到3,3-二叠氮甲基氧丁环/叠氮缩水甘油醚(BAMO/GAP)无规共聚物。通过反应条件优化,确定了阳离子开环反应的最佳条件是n(BTFE)∶n(BDO)=1∶2,反应温度15℃。通过红外光谱(FT-IR),核磁共振(13C-NMR),凝胶渗透色谱(GPC)和差示扫描量热(DSC)对其进行了表征。BAMO/GAP无规共聚物的-Mn=1750,分子量分布1.12,齐聚物含量约为22%;DSC结果证明,其玻璃化转变为-57.68℃,无结晶性。     

相容剂对长玻纤增强热塑性聚氨酯弹性体/聚乳酸复合材料性能的影响

采用熔体浸渍工艺制备长玻纤增强热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/聚乳酸(PLA)复合材料;以苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(SAG)作为相容剂,热塑性弹性体聚氨酯作为增韧剂,聚乳酸为基体树脂,考察苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯用量对长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料性能的影响。结果表明,加入苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯能改善长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的相容性;长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度和模量等力学性能及储能模量随着苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯用量的增加呈先增加后降低的趋势,而长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的损耗因子则随苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的增加呈现降低后增加的趋势;通过复合材料的形态分析表明,加入相容剂的复合材料中玻璃纤维与基体树脂界面强度增加,且玻璃纤维表面有一层包覆的树脂基体;通过分析得出,当相容剂添加量为6%时,长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的拉伸强度、弯曲强度和模量、缺口冲击强度等力学性能最优。     

聚乳酸木塑复合材料的增韧及结晶性能

选用不同弹性体乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-MAH)、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物(POE-GMA)与木粉和聚乳酸在Haake转矩流变仪中熔融共混,考察弹性体对聚乳酸木塑复合材料冲击强度的影响,发现POE-GMA对聚乳酸木塑复合材料的增韧效果最好,研究了POE-GMA的用...